ứng dụng linh kiện điện điện tử, chương 6

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

0
133
lượt xem
32
download

ứng dụng linh kiện điện điện tử, chương 6

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

điều khiển bằng chương trình Thiết bị ngoại vi được ghép tới Bú của hệ thống vi điều khiển thông qua các phần thích ứng về công nghệ chế tạo và logic. Thích ứng về công nghệ chế tạo là điều chỉnh công nghệ sản xuất thiết bị ngoại vi và công nghệ sản xuất của mạch trong hệ vi điều khiển. Thích ứng về logic là nhiệm vụ tạo tín hiệu điều khiển ngoại vi tử tín hiệu trên hệ thống. Trong hệ vi điều khiển một vùng nhớ dùng làm nơi chứa địa chỉ cổng vảoà và CPU...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: ứng dụng linh kiện điện điện tử, chương 6

  1. Chương 6: GIAO TIEÁP MAÙY TÍNH I.CAÙC PHÖÔNG PHAÙP ÑIEÀU KHIEÅN VAØO RA 1.Vaøo ra ñieàu khieån baèng chöông trình Thieát bò ngoaïi vi ñöôïc gheùp tôùi Bus cuûa heä thoáng vi ñieàu khieån thoâng qua caùc phaàn thích öùng veà coâng ngheä cheá taïo vaø logic. Thích öùng veà coâng ngheä cheá taïo laø ñieàu chænh coâng ngheä saûn xuaát thieát bò ngoaïi vi vaø coâng ngheä saûn xuaát cuûa maïch trong heä vi ñieàu khieån. Thích öùng veà logic laø nhieäm vuï taïo tín hieäu ñieàu khieån ngoaïi vi töû tín hieäu treâf Bus heä thoáng. Trong heä vi ñieàu khieån moät vuøng nhôù duøng laøm nôi chöùa ñòa chæ coång vaøo/ra vaø CPU xuaát hoaëc nhaäp döõ lieäu töø caùc coång vaøo/ra naøy baèng caùc leänh xuaát/nhaäp IN/OUT. Luùc naøy coång vaøo ra ñöôïc xem nhö moät thanh ghi ngoaøi, chuùng ñöôïc vieát vaøo hoaëc ñoïc ra nhö oâ nhôù RAM qua hai leänh treân. Ñeå phaân bieät höôùng xuaát hoaëc nhaäp döõ lieäu töø coång vaøo ra CPU phaùt ra tín hieäu ñieàu khieån ñoïc hoaëc vieát. Deå phaân bieät vuøng nhôù vôùi thieát bò vaøo ra CPU phaùt ra tín hieäu ñieàu khieån IO/M. Khi coù caùc leänh naøy thì leänh IN/OUT môùi coù taùc duïng. Ngoaøi ra caùc leänh qui cheá ñoä nhôù, cuõng nhö khaû naêng trao ñoåi döõ lieäu giöõa thieát bò ngoaøi vaø heä vi ñieàu khieån. Luùc ñoù coång vaøo ra ñöôïc gaùn nhö ñòa chæ oâ nhôù cuûa boä nhôù. Caùc thanh ghi lieân quan ñeán coång vaøo ra ñöôïc xem nhö ngaên nhôù. Khi boä vi ñieàu khieån goïi ñòa chæ vaø xung ñieàu khieån ñoïc hay vieát boä nhôù, noù khoâng caàn xaùc ñònh nôi gôûi laø boä nhôù hay thaeát bò vaøo ra. Noù chæ ñoøi hoûi nôi gôûi döõ lieäu vaøo trong khoaûng thôøi gian cho pheùp. Boä logic beân ngoaøi seõ giaûi maõ ñòa chæ keát hôïp vôùi xung MR, MW ñeå choïn thieát bò maø khoâng phaân bieät ngaên nhôù hay thieát bò vaøo ra. 2.Vaøo ra ñieàu khieån baèng ngaét:
  2. Vôùi phöông phaùp ñieàu khieån vaøo ra baèng chöông trình CPU phaûi lieân tuïc kieåm tra traïng thaùi cuûa thieát bò ngoaïi vi ñeán khi saún saøng. Ñoù laø söï laõng phí thôøi gian cuûa CPU vaø laøm cho chöông trình daøi vaø phöùc taïp. Khi boä vi ñieàu khieån coù nhieàu thieát bò ngoaïi vi CPU khoâng ñaùp öùng ñöôïc nhu caàu cuûa chuùng. Coù theå ñaùp öùng ñöôïc yeâu caàu ngoaïi vi nhanh choùng vaø khoâng teo trình töï nhö ñònh trööôùc nhôø cô caáu ngaét cuûa CPU. Nhôø tính chaát ñaùp öùng ngaét töùc thôøi cuûa caùc vi ñieàu khieån, khi coù yeâu caàu ngaét töø thieát bò ngoaïi vi. Do ñoù caùc ngaét thöôøng ñöôïc duøng ôû nhöõng tröôøng hôïp yeâu caàu ñaùp öùng nhanh, thôøi gian traû lôøi ngaén thöïc hieän ôû baát cöù thôøi ñieåm naøo. Khi ñoù CPU phaûi chuyeån ñeán chöông trình con phuïc vuï yeâu caàu ngaét ôû cuoái baát kyø leänh naøo trong chöông trình chính. Caùc chöông trình con phuïc vuï ngaét coù theå löu giöõ noäi dung caùc thanh ghi vaø khoâi phuïc laïi khi thöïc hieän xong chöông trình phuïc vuï ngaét vaø tröôùc khi trôû laïi chöông trình chính. Phaàn cöùng naøy trôû neân phöùc taïp do phaûi giaûi quyeát öu tieân veà vaán ñeà maõ hoùa. Khi söû duïng heä ngaét ta xeùt ñeán caùc vaán ñeà sau: Yeâu caàu ngaét: Kieåm tra ngaét ôû cuoái chu kyø leänh, moät chu kyø leänh coù theå keùo daøi neân tin hieäu yeâu caàu ngaét thöôøng ñöôïc choát laïi cho ñeán khi boä vi ñieàu khieån ghi nhaän. Ta coù theå duøng ñaàu vaøo ngaét cuûa vi ñieàu khieån cho nhieàu thieát bò ngoaïi vi nhöng CPU khoâng xaùc ñònh ñöôïc nguoàn yeâu caàu ngaét. Chuyeån ñieàu kieän ngaét ñeán phuïc vuï ngaét : tuøy vaøo cheá ñoä ngaét, loaïi ñaàu vaøo ngaét, döõ lieäu vaøo vaø hoï vi ñieàu khieån ñöôïc chuyeån sang chöông trình phuïc vuï ngaét theo moãi caùch khaùc nhau. Caát giöõ khoâi phuïc traïng thaùi: Taát caû caùc vi ñieàu khieån khi thöïc hieän ngaét phaûi töï ñoäng ngaét caát giöõ moät traïng thaùi ñieàu
  3. khieån, noù laø noäi dung thanh ghi boä ñeám chöông trình PC. Phaàn coøn laïi cuûa traïng thaùi ñöôïc caát giöõ tuøy theo yeâu caàu cuï theå cuûa phaàn meàm. *Coù hai phöông phaùp caát giöõ traïng thaùi: + Duøng ngaên xeáp: Ñòa chæ ngaên xeáp ñöôïc ñieàu chænh vaø nhôù ôû thanh ghi con troû ngaên xeáp. + Trao ñoåi giöõa hai thanh ghi: chöông trình con phuïc vuï ngaét ñöôïc goïi ñeán baèng moät leänh. Khi ñoù CPU chuyeån sang laøm vieäc ôû thanh ghi thöù hai. Xaùc ñònh nguoàn ngaét: + Phöông phaùp hoûi voøng: Thöù töï chính laø thöù töï öu tieân. Boä vi ñieàu khieån hoûi voøng khi chaéc chaén coù moät thieát bò yeâu caàu ngaét. + Phöông phaùp taïo vectô hoûi voøng: taát caû caùc nguoàn ngaét ñöôïc maõ hoùa ñeå taïo vectô ngaét. Vectô ngaét ñöôïc hieåu nhö moät phaàn cuûa ñòa chæ, phaân nhaùnh ñeán chöông trình con phuïc vuï ngaét hoaëc moät leänh maø vi ñieàu khieån phaûi thöïc hieän trong chu kyø leänh keá tieáp. Vectô ngaét ñöôïc ñöa vaøo Bus döõ lieäu baèng leänh ñieàu khieån cuûa CPU. Öu tieân: vaán ñeà öu tieân trong thôøi ñieåm coù nhieàu yeâu caàu ngaét, ñeå döõ lieäu vaøo ra cuûa heä thoáng khoâng bò xaùo troän, thöôøng moãi thieát bi ngoaïi vi ñöôïc gaùn moät möùc öu tieân coá ñònh. CPU phuïc vuï theo möùc öu tieân giaûm daàn. Trong maïch ñieàu khieån ngaét, möùc öu tieân ngaét coù taùm möùc ñöôïc maõ hoùa töø 3 bit. Maõ ñoù ñöôïc so saùnh vôùi noäi dung öu tieân maø ngöôøi xöû duïng naïp vaøo chöông trình. Neáu möùc öu tieân cao hôn möùc qui ñònh thì yeâu caàu ngaét ñöôïc cho pheùp CPU ngaét. Cho pheùp ngaét vaø caám ngaét: coù theå ñieàu khieån caùc ngaét vi ñieàu khieån baèng phaàn meàm. Nghóa laø ta coù theå thöïc hieän cho
  4. pheùp ngaét haëc caám ngaét vi ñieàu khieån baèng caùch thieát laäp cô ñieàu khieån baèng phaàn meàm. Boä vi ñieàu khieån töï ñoäng caám ngaét trong caùc tröôøng hôïp sau: +Khôûi ñoäng heä thoáng. +Sau khi ngaét. 3.Vaøo ra ñieàu khieån baèng thaâm nhaäp tröïc tieáp (DMA). Thaâm nhaäp tröïc tieáp laø phöông phaùp vaøo ra döõ lieäu nhanh nhaát baèng phaàn cöùng. Khi chueån döõ lieäu CPU khoâng caàn phaûi ñoïc, giaûi maõ vaø thöïc hieän caùc leänh chuyeån döõ lieäu maø noù chuyeån quyeàn ñieàu khieån caùc Bus cho DMAC. DMAC taïo ñòa chæ caùc tín hieäu caàn ñoïc. Ñeå thöïc hieän moät pheùp chuyeån ñoåi DMAC moãi DMAC phaûi giaûi quyeát caùc vaán ñeà sau. + Thoâng baùo CPU yeâu caàu thöïc hieän DMAC. + Ñieàu khieån Bus vaø khoâng gaây aûnh höôûng ñeán hoaït ñoäng bình thöôøng cuûa CPU vaø khoâng gaây xung ñoät ôû Bus. + Xaùc ñònh ñòa chæ soá töø ñaõ chuyeån ñoåi Ñeå thöïc hieän vieäc chuyeån ñoåi baèng caùch thaâm nhaäp tröïc tieáp, phöông phaùp thoâng duïng nhaát laø baét CPU töï treo thay vì yeâu caàu ngaét CPU. Thieát bò yeâu caàu ñeán DMAC khi nhaän ñöôïc tín hieäu yeâu caàu ngaét, DMAC taïo tín hieäu HOLD ñeán CPU. CPU döïa vaøo tín hieäu HOLD khi thöïc hieän chu kyø cuoái cuøng cuûa leänh hieän taïi sau ñoù töï treo vaø thoâng baùo ñeán DMAC baèng tín hieäu HALT. Khi nhaän ñöôïc tín hieäu traû lôøi HALT cuûa CPU, DMAC laáy quyeàn ñieàu khieån Bus, taïo ñòa chæ, ghi nhaän soá lieäu cuûa thieát bò ngoaïi vi baèng DACK. Soá lieäu ñöôïc chuyeån tröïc tieáp giöõa thieát bò ngoaïi vi vaø boä nhôù. II.SÔ LÖÔÏC VEÀ CAÙCH GIAO TIEÁP GIÖÕA MAÙY TÍNH VAØ THEÁT BÒ NGOAÏI VI
  5. Coù ba caùch giao tieáp giöõa maùy tính vaø thieát bò ngoaïi vi. Tuyø theo tröôøng hôïp öùng duïng cuï theå maø choïn caùch giao tieáp thích hôïp. 1.Giao tieáp baèng SLOT-CARD. Trong maùy tính treân board maïch heä thoáng thöôøng cheá taïo saún caùc Slot chaèm muïc ñích môû roäng boä nhôù, cuõng nhö môû roäng phaïm vi öùng duïng cuûa maùy vi tính baèng caùch gaén theâm treân caùc board môû roäng vaøo caùc Slot naøy. Moãi Sdot ñeàu coù caùc Bus döõ lieäu, Bus ñòa chæ vaø caùc ñöôøng tín hieäu ñieàu khieån nhö: CLK, IOW, IOR,… Do ñoù vieäc thieát keá caùc SLOT-CARD töø caùc ñaàu caám Slot seõ ñôn giaûn soá linh kieän ít vaø taän duïng ñöôïc caùc nguoàn ñieän cuûa maùy vi tính (5V, 12V) neân giaù thaønh reû, deã daøng ñöa tín hieäu ñieàu khieån ra ngoaøi vaø toác ñoä truyeàn nhanh. Beân caïnh nhöõng öu ñieåm noù coù moät soá nhöôïc ñieåm sau: + SLOT-CARD phaûi caém vaøo caùc Slot treân Board maïch heä thoáng neân phaûi gôõ naép maùy ra. + Phaïm vi truyeàn tín hieäu gaàn vaø caùc daïng phöùc taïp. Trong moät soá tröôøng hôïp khoâng thöïc hieän ñöôïc. Vì vaäy khi söû duïng SLOT-CARD ñeå giao tieáp vôùi thieát bò ngoaïi vi phaûi caân nhaéc kyõ göa öu vaø khuyeát ñieåm. Tuyø theo muïc ñích söû duïng maø choïn caùch thích hôïp. 2.Giao tieáp baèng coång maùy in (Giao tieáp song song) Port giao tieáp maùy in duøng ñeå giao tieáp vôùi maùy in. Trong caùch giao tieáp naøy döõ lieäu ñôïc truyeàn song song goàm 8 Bit vaø moät soá tín hieäu baét tay. Ñaàu noái (conecter) goàm 25 chaân trong ñoù coù 8 chaân ñöôïc noái vôùi 8 ñöôøng döõ lieäu, moät soá chaân coøn laïi ñöôïc noái vôùi tín hieäu baét tay (Hand-Shaking). Taát caû caùc ñöôøng döõ lieäu vaø tín hieäu ñieàu khieån ñeàu ôû möùc logic töông thích vôùi möùc TTL. Hôn nöõa ngöôøi laäp trình coù theå cho pheùp hay khoâng
  6. cho pheùp söû duïng caùc ngaét ôû ngoõ vaøo, neân vieäc giao tieáp ñöôïc deã daøng. Tuy nhieân vôùi möùc logic TTL thì khoâng theå truyeàn ñi xa döôïc maø chæ truyeàn döôïc khoaûng ngaén, caùp truyeàn cuõng phöùc taïp hôn coång COM. Ñaây laø nhöôïc ñieåm cuûa coång maùy in. 3.Giao tieáp baèng coång COM (Giao tieáp noái tieáp) Khaùc vôùi coång maùy in, coång COM laø coång truyeàn döõ lieäu noái tieáp. Noù thöôøng ñöôïc duøng ñeå giao tieáp vôùi thieát bò ngoaïi vi coù toác ñoä xöû lyù döõ lieäu chaäm nhö: chuoät hoaëc moderm … coång naøy giao tieáp theo tieâu chuaån RS232. Döõ lieäu ñöôïc truyeàn döôùi daïng noái tieáp theo töøng Bit moät. Toác ñoä truyeàn Bit do ngöôøi laäp trình quyeát ñònh (thöôøng laø 1200 bps, 2400bps, 4800bps, 9600bps, …) chieàu daøi döõ lieäu coù theå laø 5, 6, 7, hoaëc 8 Bit keøm theo caùc Bit Start, Stop, parity taïo thaønh moät khung goïi la Frame. Coång naøy goà caùc ñöôøng phaùt, ñöôøng thu vaø ñöôøng mass chung. Vì giao tieáp vôùi tieâu chuaån RS232 neân khoaûng truyeàn xa hôn so vôùi caùc truyeàn song song nhö coång maùy in nhöng noù coù toác ñoä truyeàn raát chaäm.

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản